Использование микробов для генерации электричества

Ученые из Университета Восточной Англии совершили прорывное открытие, которое значительно приближает использование бактерий для генерации энергии.

Исследование, опубликованное в ведущем научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), впервые демонстрирует точную молекулярную структуру белков, которые позволяют бактериальным клеткам переносить электрический заряд.

Это открытие означает, что ученые теперь могут начать разработку способов «привязки» бактерий непосредственно к электродам — для создания эффективных микробных топливных элементов или «биобатарей». Этот прогресс также может ускорить разработку микробных агентов для очистки от загрязнений нефтью или ураном, а также топливных элементов, работающих на человеческих или животных отходах.

«Это захватывающий прорыв в нашем понимании того, как некоторые виды бактерий перемещают электроны изнутри клетки наружу», — сказал доктор Том Кларк из Школы биологических наук UEA.

«Определение точной молекулярной структуры ключевых белков, участвующих в этом процессе, является решающим шагом на пути к использованию микробов в качестве жизнеспособного будущего источника электроэнергии».

Проект, финансируемый Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям (BBSRC) и Министерством энергетики США, возглавляют доктор Том Кларк, профессор Дэвид Ричардсон и профессор Джулия Батт из UEA в сотрудничестве с коллегами из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в США.

В более раннем исследовании, опубликованном в PNAS в 2009 году, команда продемонстрировала механизм, с помощью которого бактерии выживают в бескислородных средах, создавая электрические «провода», которые проходят через клеточную стену и контактируют с минералом — процесс, называемый железным дыханием или «дыханием камней».

В этом последнем исследовании ученые использовали метод рентгеновской кристаллографии, чтобы раскрыть молекулярную структуру белков, прикрепленных к поверхности клетки Shewanella oneidensis, через которые передаются электроны.